在等离子体中进行渗氮处理的速度较快，但总的来讲，化学热处理是一个时间较长的过程，能耗大，因此，提高渗速、缩短处理周期是一项意义重大的工作。近年来，已有一些离子渗氮的催渗技术被开发，并在生产中获得应用，其中较突出的是稀土催渗离子渗氮工艺。
稀土是一类原子结构非常独特的元素。一般认为，它对离子渗氮的气相活化、活性原子吸附及扩散三个过程均有影响。与普通离子渗氮相比，稀土离子渗氮渗层的表层晶粒得以细化，各种晶体缺陷的增加，使渗氮速度和表面硬度提高。稀土对离子渗氮的催渗作用已被大量试验所证明，渗速可提高20%～30%。
一般利用La、Ce等稀土元素的化合物进行离子渗氮的催渗。可先将稀土化合物溶于有机溶剂，制成饱和溶液后，再按一定的比例将其混合于易挥发的有机溶液中（如丙酮等），依靠负压吸入炉内，稀土混合气的比例不超过10%。
图9-52 稀土离子渗氮和普通离子渗氮的渗层硬度分布曲线
a）38CrMoAl b）40Cr
38CrMoAl和40Cr稀土离子渗氮和普通离子渗氮的渗层硬度分布曲线如图9-52所示，不同工艺条件下的渗层深度见表9-22。
表9-22 稀土离子渗氮和普通离子渗氮的渗层深度
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在稀土离子渗氮过程中，稀土的加入量对渗层深度影响较大，且有一最佳值。表9-23为53Cr21Mn9Ni4N钢离子渗氮时稀土加入量对渗层深度的影响。
表9-23 53Cr21Mn9Ni4N钢离子渗氮时稀土加入量对渗层深度的影响 （单位：μm）
注：共渗工艺为560℃×2h，稀土加入量是指稀土有机溶液蒸汽的通入量。
除稀土催渗离子渗氮技术外，还有一些通过调整工艺过程达到强渗目的的方法。例如，通过周期性的渗氮和时效处理，在渗层中形成多种有利于氮原子扩散的通道，强化内扩散过程；渗氮时在不同的温度区间进行热循环，以控制界面与内扩散时化学位的变化而加速渗氮过程。总之，人们正在不断地尝试不同的催渗方法，以期达到高质、高效的目的。
图9-53 活性屏离子渗氮试验装置示意图
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